3B Tarama Yöntemiyle Sac Metal Parçaların Kalınlık Dağılımlarının Belirlenmesi

Year 2017, Volume: 5 Issue: 2, 477 - 484, 31.07.2017

MURAT Dilmeç FAHRETTİN Öztürk Hüseyin Selçuk Halkacı

Abstract

Sac metal
parçaların kalınlık dağılımlarının belirlenmesinde en pratik çözümlerden birisi
üç boyutlu (3B) tarama yöntemidir. Sac parçaların belirli bir kesitinden
kesilerek, profil projeksiyon, SEM gibi hassas cihazlarla sadece o kesitinden
ölçüm yapılması yerine, bu yöntemde, parça kesilmeden, tüm parça boyunca
kalınlık dağılımları belirlenebilmektedir. Özellikle anizotropik davranış
gösteren sac metal malzemeler için bu durum daha da önemlidir. Ancak, 3B tarama
yöntemi ile sac parçaların taranmasında, iç ve dış yüzeyler arasında geçiş
yaparken, ortak referans noktaların yakalanacağı bir açının elde edilmesi
zordur. Parçaların iç ve dış yüzeyleri ayrı ayrı tarandığı zaman da, yüzeylerin
eşleştirilmesinde problem yaşanmaktadır. Bu çalışmada, bahsedilen problemin
çözümü için numunelerin flanş bölgelerine, farklı açılardan rahatça
görülebilecek dikdörtgenler prizması şeklindeki referans parçaları
yapıştırılmıştır. Bu sayede iç ve dış yüzeyler arası geçiş sağlanmıştır. 3B
tarama yönteminin sac metal parçaların kalınlık dağılımlarının belirlenmesinde
güvenle kullanılabileceğini test etmek için, şekillendirilmiş sac metal
parçaların kalınlık dağılımları, 3B tarama, profil projeksiyon ve SEM ile
ölçülmüş olup sonuçlar birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, farklı
yöntemlerle elde edilen kalınlık dağılımlarının birbirleriyle oldukça uyumlu
olduğu görülmüştür. Dolayısıyla 3B yöntemi ile sac parçaların kalınlık
dağılımlarının hassas olarak belirlenebileceği tespit edilmiştir. Böylece
tersine mühendislik yoluyla 3B verileri elde edilen ince cidarlı derin parçalar
3B yazıcılarla hassas olarak üretilebilecektir. Ayrıca, sac metal parçaların
geometrilerinin ölçülmesiyle kalite kontrol yapılarak Endüstri 4.0’ın alt
yapısına kolaylık sağlamış olacaktır.

Keywords

3B tarama yöntemi, sac kalınlığı ölçümü, Endüstri 4.0

Determination of Thickness Distributions of Sheet Metal Parts with 3D Scanning Method

Abstract

One of the most practical methods is 3D scanning method for thickness distribution of the sheet metal parts. In this method, thickness distribution through whole part can be determined without cutting, instead of only cutting section with using sensitive device such as profile projector and SEM. It is very important for especially sheet metals which show anisotropic behavior. However, during scanning sheet metal part, catching the partner reference points during translate from inner surface to outer surface is very hard work. When the inner and the outer surfaces of the sheet metal are separately scanned, match-up the surfaces is problem. In this research, a reference rectangular solid part which is easily seen at different angles on the flange region of the sheet part has been glued in order to overcome this problem. So, transition between the inner and outer surfaces has been provided. The thickness distributions of the deformed parts are measured by 3D scanning method, profile projector and SEM to test the reliability of 3D scanning method for determination of the thickness distribution of the sheet metal parts. The obtained results have been compared with each other. Consequently, it is shown that the thickness distributions obtained from different methods are compatible with each other. Hence, it is concluded that 3D scanning method is reliably used for determination of the thickness distribution of the sheet metal. So, the thin-walled deep parts which are obtained the 3D data with using inverse engineering can be sensitively produced by 3D printing method. Moreover, the measurement of geometries of sheet metal parts using scanning device by performing quality control contributes the infrastructure of the Industry 4.0.

Keywords

3D scanning method, sheet thickness measurement, Industry 4.0

References

• D.J. Lewison, and D. Lee, “Determination of Forming Limits by Digital Image Processing Methods,” SAE Technical Paper, 01-3168, 1999.
• M. Schneider et al, “Validation and Optimization of Numerical Simulations by Optical Measurements of Tools and Parts,” International Deep Drawing Research Group IDDRG 2008 International Conference, 16-18 June 2008, Olofström, Sweden.
• J.H. Vogel and D. Lee, “The Automated Measurement of Strains From Three-Dimensional Deformed Surfaces,” Journal of The Minerals, Metals & Materials Society, Vol. 42, No. 2, pp. 8-13, 1990.
• Z. Marciniak, S.J. Hu, J.L. Duncan, “Mechanics of Sheet Metal Forming,” Butterworth-Heinemann, London, 2002.
• S. Kohara, “Influence of Strain Path on the Forming Limit Curve in Aluminum,” Metallurgical and Materials Transactions A, 36A, 1033 1037, 2005.
• Raghavan, K.S., 1995, A Simple Technique to Generate In-Plane Forming Limit Curves and Selected Applications, Metallurgical and Materials Transactions A, 26A, 2075 2084.
• D.J. Lewison, “An Assessment of Different Experimental Methods for Determination of Forming Limits,” Master’s Thesis, Rensselaer Polytechnic Institute, 1999.
• H. Emilie et al., “Development of Forming Limit Diagrams of Aluminum and Magnesium Sheet Alloys at Elevated Temperatures,” Journal of Materials Engineering and Performance, 17 (3), 288 296, 2008.